Оптическое диаграммообразующее устройство

 

ОПТИЧЕСКОЕ ДИАГРАММООБРАЗУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее плоскую антенную решетку, элементы которой подключены к соответствующим каналам пространственно-временного модулятора света,установленного в передней фокальной плоскости первой собирающей линзы, отличающее с я тем, что, с целью формирования выходного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном по азимуту, в него введены вторая собирающая линза, передняя фокальная плоскость которой совмещена с задней фокальной плоскостью первой собирающей линзы, и амплитудно-фазовый транспарант, установленный в задней фокальной плоскости первой собирающей линзы, причем .прозрачность транспаранта определяется формулой а гп Ti..hn;xpj,-K.p..3,b.jL/-i,.i,w,, I о чю J / X и где - координаты точек в плоскости транспаранта; i k -14нимая единица; -волновое число радиоволны; kDVli60d; R о D -диаметр плоской антенной 1 решетки; Уд -заданная среднеквадрати 0 ческая ошибка формирования диаграммы направленС ности ; rfw -р k f -переменные интегрирования; -волновое число световой волны; фокусное расстояние первой собирающей линзы; m,i и ,m со со со -отношения размеров антенной решетки и пространственно-временного модулятора света по соответствующим осям. 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

M5D H 01 Q 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ 8„.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3556845/40-23 (22) 22.02.83 (46) 23.06.84. Бюл. 9 23 (72) Е.Н. Воронин (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.396.677(088.8),(56) 1. Гринев A.Þ., Воронин E.Í.

Антенные решетки с обработкой сигнала методами когерентной оптики. Зарубежная радиоэлектроника,1977, 9 9, с.69-86.

2. Известия вузов СССР. Радиоэлектроника, 1978, Р 2, с. 74 (прототип). (54,)(57) ОПТИЧЕСКОЕ ДИАГРАММООБРАЗУlOI6EE УСТРОЙСТВО, содержащее плоскую антенную решетку, элементы которой подключены к соответствующим каналам пространственно-временного модулятора света, установленного в передней фокальной плоскости первой собирающей линзы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью формирования выходного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейномпо азимуту, в него введены вторая собирающая линза, передняя фокальная плоскость которой совмещена с задней фокальной плоскостью первой со„„SU„„1099341 А бирающей линзы, и амплитудно-фазовый транспарант, установленный в задней фокальной плоскости первой соби.рающей линзы, причем, прозрачность транспаранта определяется формулой

0 2/I ,„((, г. Т Х 1)) ) +XP (1 Qp0LCO5$4 — / — "Q y —" plggg

)"- О, . ю 0 х у/. где х и у — координаты точек в плоскости транспаранта;

:мнимая единица; волновое число радиоволны в, з коЧ66оа;

D — диаметр плоской антенной а решетки;

Я вЂ” заданная среднеквадратическая ошибка формирования диаграммы направленности; (и .р - переменные интегрирования;

К вЂ” волновое число световой волны;

f — фокусное расстояние первой собирающей линзы; щ„ и; - отношения размеров ан тенной решетки и пространственно-временного модулятора света по соответствующим осям.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к акустооптоэлектронике, и может быть использовано в антенных и акустических системах.

Известно оптическое диаграммообраэующее устройство, содержащее прос- 5 странственно временной модулятор света (ПВМС), каналы которого подключены к соответствующим элементам плоской антенной решетки (AP) и установлены в передней фокальной плоскос- 0 ти собирающей линзы, позволяющие осуществлять параллельный обзор пространства путем формирования сплошного веера диаграмм направленности (ДН) (1) °

Однако выходной образ таких уст.ройств формируется в координатах направляющих косинусов, что не позволяет реализовать распознавание образов, инвариантное к масштабу и повороту. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является оптическое диаграммообразующее устройство, содержащее плоскую APÄ элементы которой подключены к соответствующим каналам ПВМС, установленного в передней фокальной плоскости собирающей линзы, задняя фокальная плос»-. кость которой является выходной (2).

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не позволяет реализовать распознавание образов, инвериантное к масштабу и повороту, поскольку его выходной образ формируется в координатах направляющих косинусов. 35

Бель изобретения — формирование выходного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном— по азимуту.

Поставленная цель достигается тем, 40 что в оптическом диаграммообразующем устройстве, содержащем плоскую АР, элементы которой подключены к соответствующим каналам пространственновременного модулятора света, установленного в передней фокальной плоскос- 45 ти первой собирающей линзы, в него введены вторая собирающая линза, передняя фокальная плоскость которой совмещена с задней фокальной плоскостью первой собиракицей линзы, и ам- 50 плитудно-фазовый транспарант, установленный в задней фокальной плоскости первой собиракицей линзы, причем прозрачность транспаранта определяется формулой

55 где х и у - координаты точек в плоскости транспаранта;

1 — мнимая единица;

k - волновое число радиоволны; 65

T(X,y)= екр -1Кй екрс созр — (— c(+ — ь,ц., р, к(x у

1099341 2

R з kD / 7160k;

D — диаметр плоской антенной решетки;

И вЂ” заданная среднеквадратическая ошибка формирования диаграммы направленности; о! и 8 — переменные интегрирования; волновое число световой волны;

- фокусное расстояние первой собирающей линзы;

rnid и ℠— отношения размеров антенной решетки и пространственно-временного модулятора света по соответствующим осям.

На чертеже изображена схема оптического диаграммообразующего устрой.ства„

Предлагаемое оптическое диаграммообразующее устройство содержит плоскую АР 1, элементы 2 которой подключены к соответствующим каналам 3

ПВМС 4, установленного в передней фокальной плоскости первой собирающей линзы 5, задняя фокальная плоскость первой собирающей линзы 5 совмещена с передней фокальной плоскостью второй собирающей линзы 6, задняя фокальная плоскость Ы,р, которой является выходной. При этом в общей Фокальной плоскости первой и второй собирающих линз 5 и 6 установлен амплитудно-фазовый транспарант 7.

Источник радиоизлучения 8 c „.гловыми координатами o(и р отображается в выходной плоскости в виде светового пятна 9.

Оптическое диаграммообразующее устройство работает следующим образом.

Сигналы, принятые элементами 2 плоской PA 1, управляют соответствующими каналами 3 HBMC 4, формируя тем самым (при просвечивании последнего коллимированным светом) оптическую модель принятого излучения.

В результате преобразования Фурье с помощью первой собирающей линзы 5 в ее задней фокальной плоскости ху воспроизводится угловое распределение источников, расположенных в дальней зоне ЙР, в виде дифракционных пятен, совпадающих по Форме с ДН AP в координатах направляющих косинусов соз Ы и cos ь . Амплитудно-фазовый транспарант 7 и вторая собирающая линза 6 осуществляют преобразование полученного образа в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном - по азимуту. Чтобы понять последнее, обратим внимание на то, что при параметре

kR >(kD) /Г160Ь система иэ первой и второй собирающей линз б и 6 и амплитудно-Фазового транспаранта 7 осуществляет преобразование свертки светового сигнала после ПВМС 4 с чисто -экспоненциальной функцией аргу1099341

/д

Составитель Ю. Кузнецов

Редактор Н.Киштулинец Техред И.Метелева Корректор М.Шароши

Заказ 4378/41 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 мента ехр а . Поэтому, укаэанная свертка с точностью до.VX эквивалентна преобразованию Фурье в экспоненциальном масштабе ехр о6 по углу места.

1

1

Таким образом, устройство позво- ляет формировать выходной образ в экспоненциальном масштабе по углу места и в линейном — по азимуту.